Kaarityypin ja suojakaasun vaikutus roiskeisuuteen teräksen MAG-hitsauksessa

Tässä kandidaatintyössä tutkitaan suojakaasun ja kaarityypin vaikutuksia roiskeisuuden muodostumiselle teräksen MAG-hitsauksessa (nro. 135). Roiskeisuuden tutkimisessa tutkitaan kolmea (3) eri kaarityyppiä ja kahta (2) eri suojakaasua ja niiden keskenäisiä vaikutuksia roiskeiden syntymiselle. Tutkittavat kaarityypit ovat pulssi-, kuumakaari sekä Kemppi Oy:n WiseFusion erikoiskaarisovellus. Suojakaasuina käyetään AGAn Corgon 3 ja Mison 18 suojakaasuja. Hitsauskokeita suoritetaan kuusi (6) kappaletta alapienana jalkoasennossa (PA). Työn alussa perehdytään MAG-hitsauksen laitteistoon ja teoriaan sekä perehdytään mitkä eri asiat vaikuttavat roiskeiden muodostumiseen. Työn lopussa verrataan tieteellisistä julkaisuista löydettyjä tietoja ja tuloksia itsetehtyihin koetuloksiin.

Cardiac gene expression and systemic cytokine profile are complementary in a murine model of post-ischemic heart failure

After myocardial infarction (MI), activation of the immune system and inflammatory mechanisms, among others, can lead to ventricular remodeling and heart failure (HF). The interaction between these systemic alterations and corresponding changes in the heart has not been extensively examined in the setting of chronic ischemia. The main purpose of this study was to investigate alterations in cardiac gene and systemic cytokine profile in mice with post-ischemic HF. Plasma was tested for IgM and IgG anti-heart reactive repertoire and inflammatory cytokines. Heart samples were assayed for gene expression by analyzing hybridization to AECOM 32k mouse microarrays. Ischemic HF significantly increased the levels of total serum IgM (by 5.2-fold) and total IgG (by 3.6-fold) associated with a relatively high content of anti-heart specificity. A comparable increase was observed in the levels of circulating pro-inflammatory cytokines such as IL-1β (3.8X) and TNF-α (6.0X). IFN-γ was also increased by 3.1-fold in the MI group. However, IL-4 and IL-10 were not significantly different between the MI and sham-operated groups. Chemokines such as MCP-1 and IL-8 were 1.4- and 13-fold increased, respectively, in the plasma of infarcted mice. We identified 2079 well annotated unigenes that were significantly regulated by post-ischemic HF. Complement activation and immune response were among the most up-regulated processes. Interestingly, 21 of the 101 quantified unigenes involved in the inflammatory response were significantly up-regulated and none were down-regulated. These data indicate that post-ischemic heart remodeling is accompanied by immune-mediated mechanisms that act both systemically and locally.

Influência da temperatura nos parâmetros de modelos bi-paramétricos que predizem isotermas de adsorção de umidade do guaraná (Paullinia cupana) em pó

Oito modelos matemáticos bi-paramétricos, existentes na literatura e com larga aplicação na predição de isotermas de adsorção foram submetidos à análise. O guaraná (Paullinia cupana) em pó objeto deste estudo, foi obtido em "spray dryer", a partir de um extrato hidroalcoólico. Ajustaram-se os pontos experimentais das isotermas de adsorção de umidade do produto à 15°C, 25°C e 35°C, por análise de regressão não-linear. Para estudar o efeito da temperatura nos parâmetros dos modelos utilizaram-se regressões dos tipos: linear, exponencial, logarítmica e inversa. Utilizou-se para fazer os ajustes o aplicativo STATGRAPHICS 5.1. Entre os modelos testados os que apresentam melhores resultados foram as equações de Handerson, Oswin e Mizrahi.

Efeito do enriquecimento de biscoitos tipo água e sal, com extrato de levedura (Saccharomyces sp.)

Os objetivos desta pesquisa foram a caracterização química de um autolisado (AT) de levedura (Saccharomyces sp. ), subproduto da fermentação alcoólica e de seus derivados, fração solúvel (Ex) e insolúvel (FI). O autolisado integral (AT) e o extrato (Ex), depois de desidratados por atomização (spray dryer) foram utilizados como enriquecedores do gosto e do aroma de biscoitos salgados do tipo água e sal. A adição ao biscoito de 5% de Ex elevou o escore de aminoácidos essenciais (EAE) de 38% para 60% e o índice de utilização líquida da proteína (NPR) de 1,0 para 2,0 (100%). Houve ainda uma melhora significativa na aceitabilidade e na preferência dos biscoitos enriquecidos, pelos consumidores.

Caracterização e processamento de leite bubalino em pó em secador por nebulização

Avaliou-se o processo de secagem por nebulização em "spray dryer" para a obtenção de leite bubalino em pó. Foram realizadas análises físico-químicas no leite in natura e no leite desidratado, para averiguar perdas de macronutrientes ocorridas durante a secagem; análises microbiológicas para assegurar a qualidade higiênico-sanitária do processo e produto e análises sensoriais para estabelecer a aceitabilidade do produto. Foram obtidas isotermas de adsorção e dessorção de umidade a 25°C, para o produto em pó, visando observar o seu comportamento higroscópico. O leite bubalino em pó obtido apresentou como características físicoquímicas: 3,4% de umidade, 23,2% de proteínas, 46,1% de gordura, 4,2% de cinzas, 0,5% de lecitina de soja e 22,6% de carboidratos totais. De acordo com os exames microbiológicos está apto para o consumo humano. O produto foi caracterizado como integral por não ter sofrido qualquer padronização. As perdas ocorridas para a maioria dos macronutrientes durante o processamento, foram inferiores a 5% e apenas o teor de proteínas apresentou variação superior a 15%, devido à desnaturação da caseína em temperatura superior a 80°C. O produto apresentou isotermas de adsorção do tipo III, mesmo comportamento apresentado pelo leite bovino. Através da isoterma de dessorção determinou-se o valor de umidade equivalente à monocamada, obtendo-se o valor médio de 4,4g H2 O/100g b.s., o que validou o processo utilizado. O comportamento de histerese apresentado pelo produto foi similar ao do leite em pó integral, sendo a sua aceitabilidade de 74%, muito próxima a 80% obtido para um leite em pó integral comercial.

Development and characterization of thin printed films for gas sensing applications

The monitoring and control of hydrogen sulfide (H2S) level is of great interest for a wide range of application areas including food quality control, defense and antiterrorist applications and air quality monitoring e.g. in mines. H2S is a very poisonous and flammable gas. Exposure to low concentrations of H2S can result in eye irritation, a sore throat and cough, shortness of breath, and fluid retention in the lungs. These symptoms usually disappear in a few weeks. Long-term, low-level exposure may result in fatigue, loss of appetite, headache, irritability, poor memory, and dizziness. Higher concentrations of 700 - 800 ppm tend to be fatal. H2S has a characteristic smell of rotten egg. However, because of temporary paralysis of olfactory nerves, the smelling capability at concentrations higher than 100 ppm is severely compromised. In addition, volatile H2S is one of the main products during the spoilage of poultry meat in anaerobic conditions. Currently, no commercial H2S sensor is available which can operate under anaerobic conditions and can be easily integrated in the food packaging. This thesis presents a step-wise progress in the development of printed H2S gas sensors. Efforts were made in the formulation, characterization and optimization of functional printable inks and coating pastes based on composites of a polymer and a metal salt as well as a composite of a metal salt and an organic acid. Different processing techniques including inkjet printing, flexographic printing, screen printing and spray coating were utilized in the fabrication of H2S sensors. The dispersions were characterized by measuring turbidity, surface tension, viscosity and particle size. The sensing films were characterized using X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, atomic force microscopy and an electrical multimeter. Thin and thick printed or coated films were developed for gas sensing applications with the aim of monitoring the H2S concentrations in real life applications. Initially, a H2S gas sensor based on a composite of polyaniline and metal salt was developed. Both aqueous and solvent-based dispersions were developed and characterized. These dispersions were then utilized in the fabrication of roll-to-roll printed H2S gas sensors. However, the humidity background, long term instability and comparatively lower detection limit made these sensors less favourable for real practical applications. To overcome these problems, copper acetate based sensors were developed for H2S gas sensing. Stable inks with excellent printability were developed by tuning the surface tension, viscosity and particle size. This enabled the formation of inkjet-printed high quality copper acetate films with excellent sensitivity towards H2S. Furthermore, these sensors showed negligible humidity effects and improved selectivity, response time, lower limit of detection and coefficient of variation. The lower limit of detection of copper acetate based sensors was further improved to sub-ppm level by incorporation of catalytic gold nano-particles and subsequent plasma treatment of the sensing film. These sensors were further integrated in an inexpensive wirelessly readable RLC-circuit (where R is resistor, L is inductor and C is capacitor). The performance of these sensors towards biogenic H2S produced during the spoilage of poultry meat in the modified atmosphere package was also demonstrated in this thesis. This serves as a proof of concept that these sensors can be utilized in real life applications.

Propriedades funcionais (tecnológicas) da parede celular de leveduras da fermentação alcoólica e das frações glicana, manana e glicoproteína

Foram objetivos do presente trabalho o fracionamento, a caracterização química e o estudo das propriedades funcionais (tecnológicas) da fração parede celular (PC) de leveduras da fermentação alcóolica e das subfrações glicana, manana e glicoproteína. O fracionamento foi realizado por processos físico-químicos de extração, centrifugação e secagem em spray dryer, a caracterização química pela determinação da composição centesimal e as propriedades funcionais pelo uso de técnicas apropriadas. Os componentes predominantes da parede celular (PC) foram proteína (19%) e fibra solúvel (74%), da fração glicoproteina, foram as proteínas (35,5%) e fibra solúvel (56%), nas frações manana (M) e glicana solúvel (GS) predominaram as fibras solúveis (~70%) e na fração glicana insolúvel (GI), as fibras insolúveis (70,7%). A solubilidade das várias frações em meio aquoso não mostrou dependência do pH e variou entre 40% e 100%. A fração que apresentou maior capacidade de retenção de água (CRA) foi a glicana solúvel (14,4 g H2O/g de amostra) e os maiores índices de solubilidade em água (ISA) foram os das frações glicoproteina (83,8%) e manana (60%). As frações glicana (GS e GI) apresentaram boas propriedades de geleificação nas concentrações de 12 e 14% de sólidos solúveis. As frações glicoproteína, manana e glicana solúvel apresentaram excelente capacidade de emulsificação (1.500 a 2.000 mL óleo/g amostra) e as emulsões de glicoproteína e glicana solúvel foram as mais estáveis. Adição de igual concentração (0,2%) de ovalbumina aumentou significativamente o poder de emulsificação das frações PC e GS e contribuiu para a estabilidade das emulsões da manana e da glicoproteína (M e GP).

Influência de frações da parede celular de levedura (Saccharomyces cerevisiae) sobre os índices séricos de glicose e lipídios, microbiota intestinal e produção de ácidos graxos voláteis (AGV) de cadeias curtas de ratos em crescimento

Os índices séricos de glicose e lipídios, a microbiota intestinal e a produção de ácidos graxos voláteis de cadeias curtas (AGV) foram determinados em ratos Wistar submetidos às dietas: padrão (AIN-P), padrão modificada (AIN-M) e às dietas contendo frações de parede celular de levedura: glicana insolúvel (GI), manana (M) e glicana mais manana (G+M), como única fonte de fibra alimentar. O fracionamento da parede celular (PC) foi realizado por processos físicos e químicos de extração, centrifugação e secagem em "spray dryer". Os índices séricos foram dosados através de "kits" comerciais. A microbiota e a produção de AGV foram determinadas nos conteúdos intestinais, incluindo cólon, ceco e reto. Considerando os níveis de colesterol no tempo (T0) e no tempo 28 (T28), as dietas AIN-P, AIN-M e M apresentaram efeito hipocolesterolêmico, tendo em vista que a composição das dietas eram de natureza hipercolesterolêmica. Em relação à glicose sérica, no tempo (T0) observou-se uma elevação geral da glicemia, sugerindo um efeito hiperglicêmico das dietas estudadas. A dieta G+M foi a que apresentou valores significantemente mais elevados de lipídios séricos no tempo T14, e os níveis mais baixos foram observados na dieta M e na dieta GI no T14 e nas dietas AIN-M e AIN-P. A dieta AIN-P foi a que apresentou valor significantemente mais elevado de triacilgliceróis nos tempos T14 e T28. Os níveis mais baixos nos tempos T14 foram constatados para as dietas G+M e GI e no tempo T28 para as dietas AIN-M e M. De um modo geral, não houve modificações significativas na microbiota intestinal dos animais em nenhuma das dietas. Dentre os AGV, o ácido acético foi o predominante, seguido do propiônico e do butírico, em todas as dietas estudadas.

Avaliação da vida de prateleira do suco de maracujá (Passiflora edullis f. flavicarpa) desidratado

Suco de maracujá desidratado por spray-drying, natural e adicionado de açúcar, foi embalado em embalagens laminadas e armazenado em ambientes de 30 e 40 °C e 84% de umidade relativa. Os sucos embalados tiveram sua vida útil avaliada por determinações físicas e microbiológicas. A adição de açúcar aumentou a solubilidade, a molhabilidade, o tamanho da partícula e os valores de L* luminosidade do produto, e diminuiu os parâmetros de cor a* (intensidade da cor vermelha) e b* (intensidade da cor amarela) do produto. Durante o armazenamento, os produtos se mantiveram microbiologicamente estáveis, mas fisicamente foram alterados em relação aos parâmetros de cor e tamanho da partícula, tornando-se escuros e aglomerados, notadamente aqueles adicionados de açúcar e expostos a 40 °C, não sendo recomendada esta adição. Do ponto de vista físico, o período seguro para armazenamento de suco de maracujá natural desidratado foi de 120 dias a 30 °C e 60 dias a 40 °C.

Efeito da umidade sobre a microestrutura da inulina em pó

A aplicação da inulina nas indústrias de alimentos e farmacêuticas está associada à possibilidade de substituição do açúcar e da gordura, com baixa contribuição calórica, e na formulação de medicamentos e alimentos funcionais, pois atua no organismo de maneira similar às fibras dietéticas. A comercialização da inulina é feita preferencialmente com o produto em pó, devido à maior facilidade no transporte, embalagem e manuseio. Dessa forma, é de grande importância conhecer o comportamento do produto quando armazenado sob diferentes condições de umidade relativa. O objetivo desse trabalho foi o de avaliar a influência da umidade sobre a microestrutura da inulina em pó, obtida a partir da secagem por atomização de um concentrado de inulina extraído de raízes de chicória. A análise da estrutura do material em microscópio eletrônico de varredura demonstrou a sua elevada higroscopicidade. Em ambientes com atividade de água (a w) superior a 0,3085, a inulina sofreu alterações em sua microestrutura que comprometeram a sua qualidade. Ao ser armazenada em ambiente com a w = 0,5285, o material perdeu suas características de pó, devido à aglomeração de partículas associada à absorção de umidade, e se transformou em uma massa sólida. Essa característica foi agravada com o aumento da umidade relativa do ambiente.

Composição e propriedades físico-químicas de duas frações do soro de sangue bovino

O sangue animal de abatedouros representa uma fonte importante de ingrediente alimentício subutilizado. A produção de sangue bovino no Brasil foi aproximadamente 3,6 x 10(6) tons em 2005. Além do desperdício de uma proteína de boa qualidade, a subutilização deste subproduto da indústria animal é uma fonte importante de poluição dos recursos hídricos e do solo. A concentração de proteína albumina (BSA) e globulina (BSG) bovinas secas em spray ou liofilizadas foi, aproximadamente, 85,0%. O score de aminoácidos (EAAS) foi 72,7%, para BSA liofilizada, e 89,3%, para BSG. As propriedades emulsificantes e espumantes de ambas as frações protéicas foram altas, principalmente a pH 5,5. A capacidade emulsificante e espumante foi maior para BSA, no entanto, tanto a estabilidade da emulsão quanto a da espuma formada foram melhores para a BSG. A adição de NaCl apresentou uma tendência de reduzir as duas propriedades surfactantes, independentemente do pH. Considerando a solubilidade, a estabilidade ao calor, propriedades emulsificante e espumante, tanto a BSA quanto a BSG deveriam ser consideradas bons ingredientes funcionais para a manufatura de produtos alimentícios. O estudo não apenas confirmou dados já reportados na literatura, como também explorou novas propriedades, o que amplifica o potencial de aplicações do soro de sangue bovino.

Sensory evaluation of black instant coffee beverage with some volatile compounds present in aromatic oil from roasted coffee

The oil obtained from Brazilian roasted coffee by supercritical CO2 extraction shows considerable aromatic properties, mainly composed by five aromatic compounds, 2-methylpyrazine; 2-furfurylalcohol, 2,5-dimethylpyrazine; γ-butyrolactone and 2-furfurylacetate. Sensory analyses were used to verify the influence of a mixture of these important classes of aromatic coffee compounds (pyrazines, furans and lactones) and of the roasted coffee aromatic oil on the coffee aroma and flavour of black instant freeze and spray-dried coffee beverages. In the acceptance evaluation of the aroma, the samples prepared with freeze-dried instant coffee without the mixture of volatile compounds (sample 4) were not significantly different from the freeze-dried instant coffee in which the aromatic coffee oil was added (sample 5) and from the sample prepared with freeze-dried coffee in which the mixture of the five volatile was added (sample 3), coincidentally from the same drying process. Therefore, sample (3) did not differ from samples prepared with spray dried instant coffee without (sample 1) and to which (sample 2) the mixture of volatile was added. Therefore, with respect to this attribute, the addition of this mixture did not interfere in this drink acceptance. Taking into consideration the flavor, samples prepared with freeze-dried instant coffee in which the aromatic coffee oil was added (5) and the samples with (3) and without (4) the mixture of the five volatile was added did not differ significantly, however sample (4) did not differ from samples (1) and (2). Regarding this attribute, the addition of the aromatic oil of roasted coffee or a mixture of volatile in samples of freeze-dried instant coffee had a better acceptance than those dried by spray dryer (1) and (2). Thus, the enrichment of drinks with the aromatic oil of roasted coffee, or even with the mixture of the five components did not influence the consumer acceptance with respect to the aroma, but exerts influence with respect to flavour.

Influência da temperatura do ar de secagem e da concentração de agente carreador sobre as propriedades físico-químicas do suco de açaí em pó

A influência da temperatura do ar de secagem e da concentração de agente carreador sobre as propriedades físico-químicas do suco de açaí em pó produzido por spray drying foi avaliada. O processo foi realizado em um mini spray dryer de bancada e maltodextrina 10DE foi utilizada como agente carreador. A temperatura do ar de secagem variou de 138 a 202 °C e a concentração de maltodextrina variou de 10 a 30%. As características analisadas foram: umidade, higroscopicidade, retenção de antocianinas, cor, distribuição do tamanho de partículas e morfologia. O aumento da temperatura resultou em partículas maiores, menos úmidas, mais higroscópicas e com menor retenção de antocianinas, além de provocar uma diminuição do parâmetro de cor L* e do ângulo de tom H*. O aumento na concentração de maltodextrina resultou em partículas maiores e menos higroscópicas, com maior luminosidade (L*), menores valores de C* e maiores valores de H*. Em relação à morfologia, o aumento da temperatura levou à formação de uma maior quantidade de partículas com superfície lisa, fato atribuído à maior transferência de calor e, consequentemente, à formação mais rápida de uma membrana ao redor da gota atomizada.

Effect of drying method on the adsorption isotherms and isosteric heat of passion fruit pulp powder

The sorption behavior of dry products is generally affected by the drying method. The sorption isotherms are useful to determine and compare thermodynamic properties of passion fruit pulp powder processed by different drying methods. The objective of this study is to analyze the effects of different drying methods on the sorption properties of passion fruit pulp powder. Passion fruit pulp powder was dehydrated using different dryers: vacuum, spray dryer, vibro-fluidized, and freeze dryer. The moisture equilibrium data of Passion Fruit Pulp (PFP) powders with 55% of maltodextrin (MD) were determined at 20, 30, 40 and 50 ºC. The behavior of the curves was type III, according to Brunauer's classification, and the GAB model was fitted to the experimental equilibrium data. The equilibrium moisture contents of the samples were little affected by temperature variation. The spray dryer provides a dry product with higher adsorption capacity than that of the other methods. The vibro-fluidized bed drying showed higher adsorption capacity than that of vacuum and freeze drying. The vacuum and freeze drying presented the same adsorption capacity. The isosteric heats of sorption were found to decrease with increasing moisture content. Considering the effect of drying methods, the highest isosteric heat of sorption was observed for powders produced by spray drying, whereas powders obtained by vacuum and freeze drying showed the lowest isosteric heats of sorption.

Microparticles obtained by complex coacervation: influence of the type of reticulation and the drying process on the release of the core material

Microparticles obtained by complex coacervation were crosslinked with glutaraldehyde or with transglutaminase and dried using freeze drying or spray drying. Moist samples presented Encapsulation Efficiency (%EE) higher than 96%. The mean diameters ranged from 43.7 ± 3.4 to 96.4 ± 10.3 µm for moist samples, from 38.1 ± 5.36 to 65.2 ± 16.1 µm for dried samples, and from 62.5 ± 7.5 to 106.9 ± 26.1 µm for rehydrated microparticles. The integrity of the particles without crosslinking was maintained when freeze drying was used. After spray drying, only crosslinked samples were able to maintain the wall integrity. Microparticles had a round shape and in the case of dried samples rugged walls apparently without cracks were observed. Core distribution inside the particles was multinuclear and homogeneous and core release was evaluated using anhydrous ethanol. Moist particles crosslinked with glutaraldehyde at the concentration of 1.0 mM.g-1 protein (ptn), were more efficient with respect to the core retention compared to 0.1 mM.g-1 ptn or those crosslinked with transglutaminase (10 U.g-1 ptn). The drying processes had a strong influence on the core release profile reducing the amount released to all dry samples